本申请实施例涉及软质高分子材料力学表征领域,尤其涉及一种软质高分子材料力学测试方法和测试装置。
背景技术:
1、软质高分子材料在航空航天、工业工程、生物材料、生物医学工程等领域有着广泛的应用。弹性聚合物,如橡胶和聚氨酯,是一类独特的软质高分子材料,以其各种性能优势而闻名,包括耐磨、耐腐蚀、高强度和弹性。为了优化材料结构和延长产品的预期寿命,弹性聚合物内部应力场的定量表征至关重要。
2、传统的机械释放技术,如脱层和钻孔法,具有破坏性。x射线衍射依赖于大型放射性设备。它仅限于浅层表面测量,并且受到表面状况的强烈影响。光测弹性学的方法主要用于透明材料的应力测量,反应材料表面的应力。太赫兹方法只得到整个厚度的平均应力值。与这些方法相比,偏振敏感光学相干层析成像(ps-oct)具有深度分辨应力场成像的优势。
3、ps-oct在聚合物的原位定量内应力测量中显示出巨大的潜力。ps-oct图像不仅展示了增强的结构对比度,也能将样品的光学各向异性体现出来。样品的双折射是由于其光学各向异性或者内部或外部的应力引起的。对样品进行外部加载,得到的双折射条纹的密度是所受应力大小的映射,然而为了对样品所处应力状态进行客观准确的描述,准确的获取定量的应力场就变得尤为重要。wiesauer等人[16,28]在假设均匀应力和光轴不随深度变化的前提下,提出了ps-oct应力光学系数的标定方法。heise[30]和david[31]等人对空间型ps-oct获得的相位延迟图像进行高级处理,以获取材料的局部双折射,定量测量了材料复杂的内部应力分布。基于ps-oct的应力测量理论尚未得到充分发展。为了提高应力分布测量的精度,需要对应力分布采集算法进行改进。此外,它们都没有对主应力方向进行精确测量,而主应力方向确实是表征应力场的重要一点。
4、综上所述,基于应力-光学规律的ps-oct深分辨应力场测量理论和图像处理技术有待进一步发展,以实现深度分辨应力场的定量测量。提高应力分布测量精度,获取准确的主应力方向是ps-oct应力测量的核心内容和难点问题。
技术实现思路
1、有鉴于此,本申请实施例提供一种软质材料拉伸测试方法,其特征在于,包括以下步骤:对材料进行加载;通过ps-oct系统获取水平、垂直通道干涉信号,计算相位延迟图像和快轴取向图像;通过应用相位延迟应力分布映射方法获得应力分布;通过应用取向二次校正法获得应力方向;其中:获得应力分布的步骤包括:ps-oct系统获得单轴拉伸样品的相位延迟图像,利用相干增强扩散算法对相位延迟图像进行去噪处理,对去噪后的图像进行二维径向希尔伯特变换得到正交图像,对去噪图像和正交图像求反正切获得包裹相位图像,并利用constantini解包裹算法获取解包裹相位图像和双折射图像,重复以上三个步骤,获取同一种样品不同拉伸比下的双折射,拉伸机获得不同拉伸比下的应力,从而得到光学应力系数,对解包裹相位图像代入光学应力系数并进行微分处理,即可得到应力分布;其中:获得应力方向的步骤包括:ps-oct系统获得单轴拉伸样品的快轴取向图像,对快轴取向图像进行周期校正,对周期校正后的图像进行偏移校正,从而得到应力方向。
1.一种软质材料拉伸测试方法,其特征在于,包括以下步骤: